Профиль пограничных ловушек для

2. Основные принципы измерений при зарядовой накачке 
Схема экспериментальной установки зарядовой накачки показана на рисунке 1. 
Исток и сток МОП-транзистора соединены друг с другом, на них подаётся небольшое 
напряжение обратное к напряжению затвора. Изменяющееся во времени напряжение 
затвора имеет достаточную амплитуду V
gl
для того, чтобы поверхность под затвором 
приводилась в режим инверсии и аккумуляции. Форма импульсов может быть 
квадратной, треугольной, трапециевидной, синусоидальной или трёхуровневой. Также 
может варьироваться и частота импульса f. Ток зарядовой накачки измеряется с
Рисунок 2. Топология n-канального МОП-транзистора с донорным профилем легирования, 
представленным цветовой картой. Вставка: сравнение экспериментальных кривых I
ds
-V
ds
с 
расчётными. 
!
" 
"
" 
"#
"$
"%

---

54 
Рисунок 3. Ток зарядовой накачки полученный при использовании экспериментальной схеме 
на рисунке 1. 
помощью амперметра на подложке, на соединении исток/сток или на истоке и стоке 
отдельно [9]. 
Исследования проводились для комплементарного МОП-транзистора n-типа, 
изготовленного по стандартному процессу 0.35мкм и рабочим напряжением 5В 
(рисунок 2). Ширина канала устройства W=10мкм была выбрана для получения 
устойчивого сигнала зарядовой накачки. Поскольку мы имеем дело с длинно-
канальным устройством (длина затвора L
g
=0.5мкм), наихудшие условия деградации 
достигаются при V
gs
=0.4V
ds
[10]. Поэтому транзистор подвергался стрессу при 
напряжениях Vds=6.5В, V
gs
=2.6В и температуре T=40
o
C в течение 10
5
c. Полученные 
зависимости тока зарядовой накачки I
cp
приведены на рисунке 3. 
Для детальной картины распределения N
bt
можно использовать следующий 
подход: метод профилирования глубины распределения пограничных ловушек, 
разработанный Манеглией и др. [11]. Данный метод основан на исследованиях 
Хеймана и Варфилда [12] о постоянном времени туннелирования электронных 
волновых пакетов, проходящих энергетические барьеры с определенной высотой. 
Согласно [12], время, необходимое системе для пребывания в условиях высокой 
поверхностной электронной плотности, определяет глубину захвата ловушки. В 
случае тока зарядовой накачки, измеренный за цикл заряд в зависимости от глубины 
расположения x
max
может быть рассчитан согласно Магнелии [11] как 
g
max
max
cp
bt
d
,
d
( )
(
1
)
( )
I
N
f
q
f
x
W
x
f
L

(1) 
где q – элементарный электрический заряд. Рисунок 4 показывает изменение 
объемных плотностей пограничных ловушек, как функции расстояния от поверхности 
Si. Видно, что концентрация ловушек значительно увеличивается на границе Si/SiO
2
или вблизи нее.